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序論:在您撰寫石油化工基礎時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
一、化工、石化建(構)筑物的荷載
本規定主要針對直接作用(荷載)及部分間接作用所作出的規定,尚應由主導專業提出的荷載條件為依據,并以本規定為最小采用值。
1,荷載的分類:作用于建(構)筑物上的荷載,可分為永久荷載,可變荷載及偶然荷載。
2.溫度作用:為在建(構)筑物正常操作期間,由于大氣溫度和工藝生產中溫度的變化,使結構、設備和管道產生漲縮對結構產生的作用。臥式設備(包括臥式換熱器)漲縮摩擦力標準值Pt(KN):Pt=(G+Q)/2*
二、小型直立式鋼儲罐罐基礎計算
1.采用標準規范
建筑抗震設計規范 GB50011-2001
石油化工塔型設備基礎設計規范 SH3030-1997
建筑結構荷載規范 GB50009-2001
2.設計條件
風荷載:基本風壓 W=0.74kN/m
場地條件: Ⅱ類場地,特征周期Tg=0.35s,fa=120kN/m2;
φ600鉆孔灌注樁,單樁豎向承載力Ra=1100kN
地震設防:7度,αmax=0.08
設備荷載:空載標準值Gnk=122kN
操作總荷重標準值 Gbk=275kN
充水總荷重標準值 Grk=275kN
3.荷載計算:
a.豎向荷載標準值
設備空荷載:Gnk=122kN
設備操作總荷載:Gbk=275kN
基礎自重:=623kN
b.水平荷載標準值:
風荷載:
沿高度作用的風荷載標準值(按石油化工塔型設備基礎設計規范SH3030-1997公式)Wk=βzμsμzμr(1+μe)(D0+2δ2)W0
式中μe=0.26 μs=0.6 μr=1.0
基本自振周期:
由于:h2/D
故T=0.35+0.85*10-3*h2/D=0.44S
故:βz=1+ξνφz/μz=1.877
W1k=1.94kN/m
對于H=10~13m:μz=1.056
W2k=2.1kN/m
Vwk=W1k*H1+W2k*H2=23.6kN
Mwk=W1k*H12/2+W2k*H2*(H1+H2/2)=143kN.m
作用在基礎底面的風荷載:
Mwk’=Mwk+Vwk(T+R)=185.5kN.m
V=23.6kN
地震作用:
按GB50011-2001底部剪力法:
Fek=α1Geq
已知T1=0.44S;Tg=0.35S;取α1=αmax
取Geq=(Gbk+0.5Gjk)
已知設備操作總荷載:Gbk=275kN=G1
基礎自重:Gjk=394kN=2G2
F1k=G1H1Feq/ΣGjHj=36.8kN
F2k= G2H2Feq/ΣGjHj=0.96kN
基礎底面的地震作用:
Mek=F1k(H1+T+R-0.3)+F2k(H2+T+R-0.3)=378kN
4.荷載組合(作用于基礎底面)
操作+風載:S=CGGBK+CGGjk+ψ(CQQK+CWQk)
Fk=898kN,Mk=Mwk=185.5kN.m,Vk=Vwk=23.6kN
操作+地震:S=CGGBK+CGGjk+CeqFeq
Fk=898kN,Mk=378kN.m,Vk=37.76kN
檢修+風:S=CGGRK+CGGjk+ψ(CQQK+CWQk)
Fk=898kN,Mk=Mwk=185.5kN.m,Vk=Vwk=23.6kN
三、熱交換器基礎計算
1.采用標準規范
石油化工企業冷換設備和容器基礎設計規范 SH-T3058-2005
建筑抗震設計規范 GB50011-2001
建筑結構荷載規范 GB50009-2001
2.設計條件
風荷載:基本風壓 W=0.74kN/m,地面粗糙度B類
場地條件: Ⅱ類場地,特征周期Tg=0.35s,fa=120kN/m2;
地震設防:7度,αmax=0.08
設備荷載:空載標準值Gnk=300kN
操作總荷重標準值 GBK=520kN
充水總荷重標準值 GTK=485kN
可拆件重量 F=160kN
材料特性:混凝土:C30 fc=14.3N/m2 Ec=3.00X104 N/m2
鋼筋:fy=300 N/m2
3.荷載計算:
a.豎向荷載標準值
容器操作荷載標準值:Fek=520kN
容器空荷載標準值:Fnk=275kN
基礎自重標準值:
=179.7kN
(基礎加土)自重標準值:
=280.1kN
b.水平荷載:
熱膨脹摩擦力:
ftk=FekXμ=78kN
溫度作用在一個基礎上的荷載:
Ftk=78kN
Mtk=Ftk(E+R)=287kN.m
管束抽芯力:
管束抽芯作用于一個基礎上的荷載:
Fbk=Gbk=160kN
Mbk=fbk(E+R+y)=736kN.m
Nbk=fbk*y/L=36.8kN
地震作用:
按石油化工鋼制設備抗震設計規范(SH3048-1999)計算:
TX(設備軸向自振周期)= =0.32S
Ty(設備橫向自振周期)=
=0.096S
式中,meq為操作狀態下的等效質量,取設備操作質量的1/2和1個基礎質量的1/4之和。
由于基礎的軸向和橫向計算周期T/Tg大于0.1和小于1.0,故軸向和橫向地震作用值相同。
Fi=(GiHi/ΣGjHj)Fek
Fxk=Fyk=F1k+F2k=28kN
Mxk=Myk=F1k(E+R+y)+F2k(E+R)=123.6kN.m
風荷載:
(1)縱向風荷載計算:
Fw1k=μsμzW0A1;μs=1.3;μz=1.0
W0=0.74kN/m2
A1=DR+(φ+0.3X2)(y+φ/2+0.3)
Fw1k=6.24kN
作用在一個基礎上的風荷載:
Fw1k/2=3.12kN
Mw1k=0.5{(D+R)(R/2+E)+(φ+0.3X2)(y+φ/2+0.3)[(y+φ/2+0.3)/2+R+E]}μsμzW0=12.0kN.m
(2)橫向風荷載計算:
Fw2k=μsμzW0A2;μs=0.7;μz=1.0;W0=0.74kN/m2
A1=(φ+0.3X2)(L+L1+L2+2X0.3)+2XCXR
Fw2k=11.0kN
作用在一個基礎上的風荷載:
Fw2k/2=5.5kN
Mw1k=0.5{[(φ+0.3X2)(y+R+E)](L+L1+L2+2X0.3)+2XRXC(R/2+E)}μsμzW0=24.48kN.m
4.地基承載力核算:
沿縱向:
操作+溫度+地震:
P=FB/A0=62.5kN/m2
Pmax=P+MB/Wy=141.8
Pmin=P-MB/Wy
因為,e=MB/FB>B/6
故Pmax=2FB/(3La)
Pmax=144.2kN/m2
檢修+抽芯
P=Fc/A=60.4kN/ m2
Pmax=P+Mc/Wy=202kN/ m2 不滿足
橫向:
操作+地震
P=FD/A=62.5kN/m2
Pmax=P+MD/Wx=98.2 kN/m2
穩定性演算:
縱向:
M傾=736kN.m
M抗=467X1.8=841kN.m
K=M抗/M傾=1.14
b.橫向:
M傾=123.6kN.m
M抗=540X1.2=648kN.m
K=M抗/M傾=5.24>1.6
結論:
基礎的縱向地基強度和穩定性不能滿足,建議將兩個基礎底板縱向連成整體,減小抽芯力的影響。
關鍵詞:鋼油罐、制作工藝、焊接變形
一、前言
由于鋼油罐的特殊使用要求,為了保證其使用質量的合格性,國家在相關標準中對于其罐體各個部位的幾何形狀、尺寸允許變形量、焊縫焊接質量等都予以了明確規定。但是在實際的制作施工過程中,由于其體積大,幾何形狀和尺寸成形難以控制,這使得其焊接施工過程中很容易出現焊接變形,對其施工質量產生不利影響。因此,作為其制作過程中的焊接變形控制顯得非常的必要。
二、鋼油罐的結構及施工方法
在實際應用中,大型的鋼油罐通常由灌頂、罐壁、罐底及相應的附件組成。以我們所制作的2000m3鋼油罐為例,其罐壁的鋼板厚度從上到下依次為6到10毫米。在其制作的過程中,主要采用對接式的組合焊接方式,不管是頂板的施工,還是壁板與底板的施工,都需要經過排版圖的繪制、預制板的拼接、組裝焊接等幾道工序來完成,在安裝的過程中,其安裝順序也是先進行底板的安裝,再進行頂板安裝的過程中,最后應用倒裝的方法開展施工,在其拼接施工與組裝施工的過程中,由于其具有較多的焊縫,并且為雙面連續焊,這使得焊接脹縮所導致的幾何變形與應力集中是難以完全避免的,所以在鋼油罐的制作過程中,應該積極采取積極有效的措施,防止各種形式的幾何變形,以便于保證所制作的成品不僅能夠滿足設計規范的相關要求,還能夠有效的消除應力破壞隱患,并能有效的延長油罐的使用壽命。
三、鋼油罐的制作及焊接變形控制
1、鋼油罐罐底的制作及焊接變形控制
本次研究中的2000m3頂鋼油罐的罐體底板是應用條形邊緣板與對稱矩形中幅板來通過搭接的方式來組成,在開始預制之前,首先需要進行制版圖的繪制在排版的過程中其直徑按照設計直徑放大0.1%~0.2%左右,之后按照設計尺寸以及板材的實際規格對每塊邊緣板與中幅板的下料尺寸予以合理設計,以便于有效的減少邊角料所導致的浪費,在每塊底板的下料完成之后,應該對照排板圖為其編寫相應的號碼,這能夠防止在組裝的過程中出現混亂與差錯,在底板的組合過程中,應該從中心板開始向周圍方向進行輻射排板,在搭接的過程中,應該將搭接寬度控制在設計尺寸的正負5毫米的范圍進行調整、定位與點焊固定。另外一個需要注意的問題是:搭接接頭處三層鋼板的重疊部分,應該將上層鋼板進行切角,其切角的長度值應該為搭接長度的兩倍,寬度應該為搭接長度的三分之二。在開展罐底板的組裝焊接的過程中,底板的定位過程中,應該對點焊的數量合理控制,若點焊的數量太多,在實施整體施焊之后很容易導致出現底板的起拱現象,但是若點焊的數量太少,又很容易在施焊的過程中引起崩裂,難以起到良好的整體控制的目的,因此,在開展罐體底板焊接的制作工程中,不僅要掌握正確的施工施焊順序,還應該積極的采取相應的輔助措施來有效的防止其變形。
依據鋼油罐罐底制作工藝及焊接順序,采取相應焊接控制措施是非常必要,首先應該對整個焊接過程中焊縫予以合理安排,做好排版圖控制工作,并要保證焊接過程中焊接順序合理性,在開展底板焊接過程中,應該保證其距離盡量貼近,并采取從中心向兩邊,先短縫再長縫焊接順序,并要保證所采用焊接電流合理性,為了保證焊接成品具有較高沖擊韌性,罐底與罐壁間兩側角焊應該開展三遍以上焊接,具體焊接順序根據實際情況合理安排,另一方面,為了有效提升焊縫延伸性能,可以采用錘擊焊方式來降低焊縫中殘余應力。
2、鋼油罐罐壁制作及焊接變形控制
在罐壁制作過程中,應用電動式拉葫蘆頂升方式倒裝法開展施工。具體立柱與葫蘆裝設數量,應該依據罐壁具體重量來進行設置,在幾百立方容積立式拱頂鋼油罐頂層罐壁施工過程中,由于其質量比較小,葫蘆用量就會明顯減少。在罐壁制作安裝過程中,除了頂層第一圈壁板應該組裝成圈以便于很好滿足罐頂組裝要求之外,其余每層都應該流出一塊一米多長活口扳,等待上層頂升到位之后再補裝成圈,這不僅能夠有效減少焊接應力,還能夠有效提升罐中采光與通風效果,為工作人員進出油罐提供便利。在壁板預制加工過程中,主要是依據設計層數、直徑、板材規格、壁厚等要求,對各層壁板長寬以及所需塊數進行確定,但是要求各圈壁板縱向焊縫應該向同一個方向逐圈錯開;在壁板組裝過程中,為了防止其在吊裝過程中出現弧度變異,應該應用弧形吊具,將壁板立靠在弧形鋼管橫擔上進行吊裝。
在其焊接變形控制過程中,還有一些值得注意問題,例如:整個壁板焊接通常是從頂圈中開始組裝焊接,在此過程中,為了保證焊接質量,控制焊接變形,應該在開展電焊定位之后,對壁板實施縱縫焊接,同時應該控制好整個焊接過程中焊接順序,在開展搭接環縫焊接時,應該順著同一個方向開展焊接,并要由多名焊工均勻分布,以便于有效降低整個焊接過程中殘余應力。
3、鋼油罐罐頂制作及焊接變形控制
鋼油罐罐頂通常是由一塊中心傘形頂板與一定數量扇形弧板組成,中心板與扇形弧板內側都有縱向與軸向加強鋼肋,在頂板組裝之前,應該盡可能仔細架設好頂板組裝構架,以便于打下良好基礎,并且各個環支撐圓圈裝設高度必須要能夠滿足扇形弧板弧度要求,在組合扇形弧板吊裝時,應該先畫好等分線對稱方向一次增加組裝,一直到整體頂板初步形成之后,對間隙進行調整之后應用電焊來進行固定,并將其搭接寬度允許偏差控制在正負5毫米范圍內。
四、油罐的防腐蝕措施
1、首先是材質選擇,要優先選用具有較高的耐腐蝕性能的鋼材。考慮技術可行性與經濟承載能力,我庫油罐鋼材選用的是Q235B低碳鋼,c含量為0.12-0.20,s、p含量為0.45,Mn含量為0.3-0.7。磷化物會導致晶間腐蝕,硫化物則可引起空蝕,而錳含量的增加在一定程度上緩解了腐蝕速度。
2、其次是對油罐焊接工藝的要求。焊接不良,容易產生氣泡或夾渣,造成砂眼,并且焊接時焊縫周圍容易形成熱應力,造成應力集中,形成電位差,進而產生電偶腐蝕,使罐體出現裂紋。
3、最后是對罐體采取涂層覆蓋的方法防腐。這是目前普遍采用的比較經濟合理而且行之有效的方法。以前油罐內壁多采用紅丹漆,外壁用各色調和漆進行防腐,近些年來,各類環氧漆成為主流。
五、結束語
總之,在鋼油罐的制作過程中,其制作工藝比較復雜,并且也是一項系統性較強的工程,安裝制作時應該對各種情況進行綜合考慮,選擇合理的制作工藝,同時要對各種影響焊接變形的因素進行有效分析,以便于制定出有效的控制焊接變形的策略,對于降低其焊接變形具有積極的作用。
參考文獻:
[1] 李國寶,田世永.石油儲備用調質高強鋼中鉻的機理研究[J].寬厚板,2011,12.
關鍵詞:塔型設備;荷載組合;基礎
中圖分類號:TU2文獻標識碼:A
石油化工企業由于生產流程的工藝要求,存在很多塔型設備,這種設備的高度較高,徑高比較小,特別是在露天環境中,且有較大風荷載的沿海地區,由風荷載參與的組合而產生的水平力往往起到控制作用。
工程實例:某60萬t/年聯堿企業搬遷工程,室外淡液蒸餾塔,總高度32. 8m,直徑2.4m,設備自重50t,物料重160t,基本風壓:0.95kN/m2,抗震設防烈度:7度,建筑場地類別:Ⅱ類,設計地震分組:第二組。
基礎型式選擇:
鋼筋混凝土塔基礎結構形式,應考慮生產要求,結構構件布置合理、施工方便等因素,按表一選用。
表一塔基礎結構形式
本工程設備外徑D0=2.4m,基礎頂面高度為±0.000,則h1=0.3m,所以根據表一,本工程的基礎結構形式為圓柱式。
二、材料
(一)混凝土:塔基礎混凝土強度等級除應滿足GB50010-2010規定的設計使用年限為50年的結構混凝土耐久性的基本要求外,尚應符合;
鋼筋混凝土圓柱不應低于C25,當位于嚴寒地區時不應小于C30;混凝土中摻用外加劑,應符合GB50119的有關規定。
(二)鋼筋:縱向受力鋼筋宜選用HRB400級熱軋鋼筋,箍筋宜選用HPB300級熱軋鋼筋。
本工程混凝土選用C30,縱向受力鋼筋選用HRB400,箍筋選用HPB300.
荷載
(一)荷載分類:塔基礎的荷載可以分為以下兩類
永久荷載:結構自重、固定設備及其保溫重、管線及其保溫重、附設在設備上的平臺、欄桿、梯子重、正常操作介質中、防火保護層重,土重。
可變荷載:風荷載、平臺活荷載、充水荷載。(對結構有利時活荷載可?。?)
(二)風荷載
塔型設備沿高度作用的風荷載標準值,應按下式計算:
— 塔型設備沿高度作用的風荷載標準值,;
— 高度Z處的風振系數;
— 塔型設備風荷載體形系數;
— 高度Z處風壓高度變化系數,根據GD50009規定采用;
— 塔型設備風荷載擴大系數;
— 塔型設備外徑,對變截面塔,可根據具體部位尺寸計算,;
— 塔型設備風保溫厚度;
— 基本風壓,;
1、根據GB50135-2006《高聳結構設計規范》第4.2.9條
— 脈動增大系數,GB50135-2006表4.2.9-1;
— 風壓脈動和風壓高度變化等的影響系數,GB50135-2006表4.2.9-2;
— 振型、結構外形的影響系數,GB50135-2006表4.2.9-3;
根據要求需先求得T1,由SH/T 3147-2004《石油化工構筑物抗震設計規范》第10.2.5條規定,本工程塔基礎的基本自振周期計算如下:
則
由GB50135-2006表4.2.9-1查得
由GB50135-2006表4.2.9-2查得
由GB50135-2006表4.2.9-3查得
因此
2、根據SHT3030-2009《石油化工塔型設備基礎設計規范》第6.3.3條,取0.6.
3、根據GB50009-2001《建筑結構荷載規范》表7.2.1,取1.834.
4、根據SHT3030-2009《石油化工塔型設備基礎設計規范》表2,取2.8.
綜上
(三)地震作用
塔基礎的總水平地震作用標準值應按下式計算:
由SH/T 3147-2004表10、11,本工程,
根據計算
綜上
荷載和地震效應組合
承載力極限狀態下,塔基礎應分別按照正常操作、充水試壓、停產檢修、地震作用四種工況進行效應組合,取其最不利情況進行設計。參與組合的荷載名稱及代號詳見《石油化工塔型設備基礎設計規范》(SH/T 3030-2009)中表3。
四種工況進行效應組合的內容詳見《石油化工塔型設備基礎設計規范》(SH/T 3030-2009)中表4。
根據計算四種效應組合結果如下:
經計算得出最不利組合為正常操作時的工況,因此可根據此種工況下計算出的荷載計算基礎配筋。
參考文獻:
1、《石油化工塔型設備基礎設計規范》(SH/T 3030-2009).
關鍵詞:落地式;泵基礎;設計;
引言
石油化工行業內的離心泵基礎比較常見,根據安裝位置可分為落地式和樓面式。基礎結構形式主要可分為鋼筋混凝土塊式和框架式。泵基礎設計的要點有:基礎強度要求,基礎沉降問題,設備抗震動問題。離心泵基礎設計質量的好壞,直接影響著離心泵的安裝,運轉,使用過程。而且離心泵基礎除了承受設備本身重量和運轉時所產生的作用力和震動力之外,還要吸收和隔離由于工作時產生的振動,并有防止共振現象發生的要求。因此,設計好離心泵基礎基礎對設備的順利安裝和運行有著重要的意義,在此就以石油化工落地式離心泵基礎為例做簡單介紹。
1設計落地式離心泵基礎時,一般應先取得以下資料
1.1設備基礎的型號、轉速、功率、規格及輪廓尺寸圖等;
1.2設備機器的自重,重心及傳至基礎的各種恒、活荷載值,設備動荷載值及其作用位置和方向;
1.3基礎的初步模板圖、設備底座的外廓尺寸、基礎頂面的設計標高、地腳螺栓(或地腳螺栓孔)的位置及規格;
1.4設備基礎在生產裝置中的座標定位及鄰近建構筑物的基礎圖;
1.5建設場地的工程地質和水文地質勘察資料。
2確定基礎的形式及頂面尺寸
設備基礎形式一般采用整體現澆鋼筋混泥土塊式基礎。通常泵基礎的頂面尺寸的確定則主要根據“設備底座的外廓尺寸”和“地腳螺栓(或地腳螺栓孔)的位置及規格”兩點共同確定。
1)根據設備底座的外廓尺寸,為避免基礎邊緣混凝土不受集中力影響以及保證設備運行的穩定,設備底座邊緣至基礎頂面邊緣的距離不宜小于100mm。
2)地腳螺栓分直接埋入式(直埋)和預留孔埋置(預埋)2種。根據規定,螺栓直埋時,其中心線至基礎邊緣距離不應小于4d,且不應小于100mm(注:d為螺栓直徑,且d>20時不應小于150mm)和錨板寬度一半加50mm;螺栓預埋時,預留孔邊至基礎邊緣距離不應小于100mm。
3確定基礎的埋深及底面尺寸
3.1離心泵基礎底面平均壓力值,應符合下式要求:Pk≤ηfaPk——相應于荷載效應標準組合時,基礎底面處的平均靜壓力值,kN/m2;η——地基承載力的動力修正系數,一般可取0.8;fa——修正后地基承載力特征值,按GB50007的規定采用,
3.2基組(包括機器、基礎和基礎上回填土)的總重心與基礎底面形心宜位于同一垂直直線上,如果偏心不可避免時,偏心距與基底邊長(平行于偏心方向)的比值,應符合下列要求:
1)當地基承載力特征值小于或等于150kPa時,不應大于3%;
2)當地基承載力特征值大于150kPa時,不應大于5%。
3.3考慮到動設備的動力特性,基礎質量應大于設備質量的3~5倍。根據上述3點可基本確定基礎的埋深及底面尺寸。
4基組總重心及動力計算
4.1基組總重心,應按下列公式計算:x0=∑i=1nmi?xi∑inmiy0=∑i=1nmi?yi∑inmiz0=∑i=1nmi?zi∑inmix0——基組總重心的橫坐標,m;xi——分別為基礎、電機及泵的重心橫坐標,m;y0——基組總重心的縱坐標,m;yi——分別為基礎、電機及泵的重心縱坐標,m;z0——基組總重心的豎向坐標,m;zi——分別為基礎、電機及泵的重心豎向坐標,m;mi——基礎、電機、泵及附件的質量,kg。
4.2當地基承載力特征值不小于80kPa、電機功率不大于560kW且離心泵基礎的質量不小于機器質量三倍時,可不做動力計算。
4.3當基礎需作動力計算時,基礎的允許振幅,應符合下表規定?;A的允許振幅[A]轉速,r/mim1000≥n>750750>n≥500n<500[A],mm0.080.120.16(當n>1000r/min時,允許振幅[A]可根據制造廠要求確定,或取0.08mm)
4.4當基礎需作動力計算時,基礎的最大振動速度不應大于6.3mm/s。
4.5基礎的振動線位移、最大振動速度,應按GB50040的規定計算。
5基礎的構造要求
5.1設備基礎一般為無筋整體現澆混凝土基礎,素混凝土的強度等級不得低于C15,鋼筋混凝土的混凝土不得低C20,墊層一般采用C15,以上取值還應根據環境類別等滿足國家設計規范的要求。
5.2在凍土地區,建在室外的泵基礎的地基,應采取防凍脹措施。
5.3基礎防腐。設備基礎應根據腐蝕性介質的情況采取必要的防腐措施,一般情況下,可以采取刷冷底子油或環氧煤瀝青等方式,可靈活選擇。
5.4基礎頂面的二次澆灌層,厚度宜為30mm~50mm,材料宜采用高強無收縮二次灌漿料。當采用高強無收縮二次灌漿料時,其強度不宜低于:1天為20MPa,3天為40MPa,28天為50MPa,并具有較好的流動性。當采用細石混凝土時,其強度等級應比基礎混凝土強度等級提高一級。
5.5自制地腳螺栓下端宜采用直鉤型式,直鉤長度不應小于地腳螺栓直徑的4倍;埋置深度L不應小于地腳螺栓直徑的20倍,且不應小于300mm。
5.6基礎的地腳螺栓的材質除有特殊要求外,應采用未經加工的Q235-B鋼。
5.7地腳螺栓預留孔底至基礎底面的距離,不應小于100mm;地腳螺栓底端至預留孔底的距離,不應小于50mm。
6結論
綜上所述,設備基礎需要考慮多方面的因素,而最終確定一個比較合理經濟的方案,此外,設備基礎的設計還應考慮基礎的不均勻沉降,設備振動比較大時,還應做詳細的動力計算,在此不做詳述,可參照相關規范進行動力設計。
參考文獻:
[1]SHT3057-2007,石油化工落地式離心泵基礎設計規范[S]
[2]GB50040-1996,動力設備基礎設計規范[S]
關鍵詞:汽提塔;基礎設計;質量傳遞;熱量傳遞
石油化工塔型設備在石油化工行業的應用比較廣泛,而且這種類型塔的結構比較復雜。在所有的石油化工裝置里面,塔設備在生產工藝里面有著十分重要的作用,比如說反應塔、高塔容器、汽提塔等。對塔結構進行分析是石化人才必須掌握的一門技術。本文將對汽提塔設備進行結構分析及其設計過程,講述在汽提塔設計的過程中的關鍵點及處理的辦法。
污水汽提塔主要用來處理含硫和氨的污水,主要吧污水進行蒸汽汽提之后,分離獲得很高濃度的硫化物和氨,分離后的酸氣用來生產硫磺,而氨生產液氮。處理之后得到的凈化水會被其它設備利用或者清理設備,這種設備可以變廢為寶,是一種環境友好性的設備。
一、汽提塔的工作原理
汽提塔一般是把廢水和水蒸汽充分接觸,這樣廢水里面的有毒物質就會擴散到水蒸氣里面,這樣就能夠把廢水里面的污染物分離出來。汽提塔的工作原理和吹脫法差不多,只不過使用的介質不一樣,氣汽提法使用的介質是水蒸氣。汽提法分離污染物的工藝條件需要按照污染物的情況來決定,一般情況下面有兩種:1、簡單蒸餾。一般是到來處理一些和水互溶的揮發性物質,這種物質當氣液平衡的時候,在氣相中的濃度要比在水中的濃度大。借助蒸汽來加熱,這樣在一定的溫度下面,污染物就會富集到氣相里面。2、蒸汽蒸餾。這種方法一般是處理不溶于水和微溶于水中的揮發性污染物。這種方法主要是因為利用混合液體的沸點要比兩種組分低,這樣就能夠把高沸點的物質在低溫下面被脫除。
二、汽提塔設計條件及結構分析
2.1汽提塔設計條件
2.1.1、塔的主要涉及參數:塔總高23.5米,內直徑2000mm,內直徑2000mm,設計壓力0.35MPa,設計溫度90℃,塔體的壁厚是14mm。
2.1.2、風速40m/s,粗糙度b類,場地類別II類,風載剪力401.2kgf,風載彎矩4905.3kgf-m,地震剪力6919.1kgf,地震彎矩93851.4kgf-m。
2.1.3、裙座高3000mm,厚度16mm,16個M56的地腳螺栓,跨中均布,螺栓孔圓直徑2196mm。
2.2汽提塔結構設計分析
2.2.1汽提塔是高聳的建筑
汽提塔所受到的水平載荷和重力載荷比較起來,地基上面的載荷效應比較大,需要重點進行考慮。風的載荷要比水平的地震作用大很多,這也是在進行高塔設計的過程中需要注意的地方。從本汽提塔的設計中可以知道:風力載荷控制的玩具等于4905.3kgf-m,地震作用造成的彎矩93851.4kgf-m,這兩者之間存在很大的差距。
2.2.2正確計算載荷
在計算的時候,除了要正確確定塔設備的幾何尺寸,還需要保證塔的壁厚及其它的一些彈性參數準確。因為這些參數決定了塔設備的剛度,如果塔體的自振周期不一樣,這會導致水平的風力載荷和水平的地震作用不一樣,這樣就會出現不一樣的結果。還有就是在進行設計的時候,塔的總輸入質量要和實際保持一致,不能夠把充水質量當作介質的質量,這主要是因為很多的介質重度都要比水小。對于汽提塔來說,不是重力荷載越小,塔結構就越是穩定。在水平力的作用下面,塔設備抵抗傾覆的能力和重力載荷是有關系的。
2.2.3基礎的錨栓構造
本設計的塔高為23.5米,內直徑2000mm。高度和直徑的比例比較大,設計出來的汽提塔是高聳的建筑物。在塔底需要的螺栓一般的規格都比較大,這就要求螺栓的承載能力比較大。而且在設計的時候還需要錨栓達到錨固的。在本設計當中,地腳螺栓是M56, 23.5米,內直徑2000mm。
2.2.4結構設計
根據汽提塔的設計目的,主要是為了脫硫。本汽提塔從上往下設置了三段,分別是氨汽提段 、 硫化氫汽提段 、 硫化氨精餾段。前兩段的作用是解吸,這樣就能夠有一個好的汽提效果。在設計汽提塔的時候,需要保證塔體的溫度沒有明顯的變化,這樣汽提的蒸汽發生冷凝的量就會大大減少。也就是最上層的塔溫度要比熱進料溫度低,上升蒸汽量是最小的吸熱量。而在氨汽提段,需要有比較高的撥氨深度,參照最新的污水處理標準,最后選擇的塔板數量是21層,這樣就能夠水中氨氮含量比較低,而側線抽出來的氨氣濃度比較高。而在硫化氫汽提段,因為側線當中抽出了差不多50 %的汽提蒸汽,這樣硫化氫汽提段的相對負荷就降低了。要使得閥孔的分布合理,而且要達到很好的汽提效果,這就需要對硫化氫汽提段進行壓縮。加入的塔板數能夠使得硫化氫的汽提塔效果,降低側線出去的硫含量。對于上部分來說,這個部分是吸收過程,底部是水蒸汽、汽提氨和硫化氨的混合氣相,然后加熱進行閃蒸,這里的氣相負荷和硫化氫汽提段一樣,但是因為在上升的過程中,冷進料吸收了水蒸汽和氨,到了上面的時候只剩下了硫化氫,這樣氣相的負荷會發生很大變化,所以進行汽提塔設計的時候需要進行分段設計。整個塔可以進行兩段或者三段設計,這樣就能夠使得塔板上層具有較高的為年度和小的冷進料量。
三、脫硫汽提塔腐蝕原因及措施
3.1脫硫汽提塔腐蝕原因
3.1.1塔頂蒸餾出口腐蝕
在實際的運作過程中,汽提塔的塔頂一般含硫化氫的量能夠達到20%,最多的時候能夠達到35%。在正常生產的時候,一般當中含有19-36mg/L的Fe2+,pH值是6.11-7.18,在一般的情況下面塔頂發生腐蝕的溫度是140℃。對于本汽提塔來說,塔頂蒸出的溫度是180℃,而且水蒸汽是氣態,所以不太容易發生露點腐蝕。隨著溫度降低,鹽酸出現冷凝,冷凝的液體流到管線的地步,和緩蝕劑里面的水混合起來,出現了強酸區域。要形成保護膜差不多需要在中性環境下面,在強酸條件下面無法形成保護膜,這樣管線兩邊就會發生腐蝕。
3.1.2空冷器發生腐蝕
空冷器發生腐蝕主要是因為一般是在管口和管板的周圍。在表面發生的腐蝕一般是沖刷和均勻腐蝕。在塔頂的硫化氫濃度一般能夠達到30%,如果冷卻系統里面存在水的話就會形成硫化氫和水的腐蝕體系。當處于氣相的時候,沒有發生電離,這個時候就沒有電解質。在管板出氣相的壓力很大,而且流速快容易發生相變,這樣就會破壞保護膜,發生腐蝕。這個時候的腐蝕一般是深度的腐蝕。
3.2解決措施
3.2.1合理加入緩蝕劑
在汽提塔內部適當地加入緩蝕劑,這樣就能夠有效防止腐蝕的發生,而且還能夠降低恒本。但緩蝕劑的加入量存在一個最佳值,如果加入量過小,這樣就無法覆蓋表面,沒有辦法起到緩蝕的作用。適當增加緩蝕劑的量,會發現有效降低了腐蝕的程度。在對汽提塔進行檢修的時候,需要加入在線監測系統,這樣也能夠保證緩蝕的效果。
3.2.2采用低溫抗腐蝕材料及進行防腐處理
在一般的情況下面,汽提塔的出口采用的是20號的碳鋼,這種材料也會受到腐蝕。把20號碳鋼換成合金,有測試顯示,半年的時間不會發生腐蝕。而在光板上面可以刷修復劑或者防腐劑,這樣就能夠降低介質對于這些地方的腐蝕。一般使用的修復劑比較多的是貝爾佐鈉金屬修復劑?!?/p>
參考文獻
[1]楊開書, 黃占修. 污水汽提塔的優化設計與運行[J]. 石油化工環境保護, 2006, 29(3): 17-19.
關鍵詞:大體積混凝土; 施工
Abstract: according to the standard requirement, combined with the engineering practice, the concrete construction thermal calculation, according to the calculation results, clear the construction technology, and entrust concrete test match work, control of concrete temperature not over 22 into the mold ℃; Material plan put forward, all kinds of skills concerning the material should be made in advance; Clear construction methods and technical measures.
Keywords: mass concrete; construction
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程概況
某石油化工廠塔區承臺及基礎,承臺共分三個部分,共計混凝土1700余立方米,最大承臺混凝土量675立方米,最大截面10.75m×2m。最小截面6.2m×1.8m;承臺頂14個塔基礎,其中環形基礎6個,其余為圓形基礎; 承臺及基礎混凝土強度等級C30,采用P.042.5水泥,混凝土中摻加12%水泥用量的UEA。鋼筋保護層厚度為:底部150mm,其它部位為50mm; 承臺底部及頂部配筋為Φ22@100及Φ22@100,側壁橫筋為Φ14@200;±0.000m標高相當于絕對標高191.87m。承臺底標高-2.45m。
二、現場準備
現場障礙物處理,場地平整;臨時道路和施工用水、用電線路的敷設;保證施工現場的用水10L/S,用電量300KW;施工機具、材料、構件等進場并保證其使用功能;
三、主要施工方法
1、 施工程序:
(委托商品砼配合比)混凝土澆筑及振搗(試塊制作)混凝土養護質量驗收
2、施工方法:
(1)、 配合比委托
向攪拌站委托混凝土配合比,混凝土強度等級為C30,要求混凝土緩凝時間延長4小時。
(2)、混凝土泵布管
A、混凝土澆筑時的水平、垂直運輸一律采用混凝土泵。
B、 混凝土泵車采用混凝土固定泵,固定泵設于塔區南側10軸處,混凝土泵的排料量為20~60m3/h。
c、泵管的布置必須先達到最遠澆筑地點,在澆筑過程中逐漸拆除,以避免泵管堵塞。
D、泵管的前端安裝軟管,以便來回擺動。
E、水平管每隔5m用鋼腳手架作支架固定,以便排除堵管,裝拆和清洗管道。
F、管道接頭卡箍處不得漏漿。
G、混凝土的泵啟動后,應先泵送適量水以濕潤混凝土泵的料斗、活塞及輸送管的內壁等直接與混凝土接觸部位。
H、經泵送水檢查,確認混凝土泵和輸送管中無異物,并用與混凝土同強度等級的砂漿進行,確?;炷恋妮斔晚樌?。
I、 泵送時,如輸送管內吸入了空氣,應立即反泵吸出混凝土至料斗中重新攪拌,排出空氣后再泵送,水箱或活塞清洗室中應經常保持充滿水。
(3)、混凝土工程
A、混凝土澆筑前應做好以下工作:
a、 在模板、測溫管、螺栓固定架、鋼筋支架上劃好分層澆筑標志,混凝土澆筑厚度為500mm;
b、測溫管固定完畢,測溫管必須保證下面封死,上面塞緊。測溫管選用φ48薄壁鋼管制作;
c、預埋螺栓固定牢固并經檢查(質檢員)合格,螺栓絲口抹黃油并用塑料布包緊;
d、澆筑前應將模板內的雜物及鋼筋上的油污清除干凈,并檢查鋼筋的水泥砂漿墊塊是否墊好。
e、檢查鋼筋及模板的截面尺寸是否正確(質檢員),支撐是否牢固(技術員)。
f、進行各種機器(機具、設備)的試運轉工作,并做好記錄,保證施工機器具的正常運行。
B、商品混凝土進場檢查:
a、有廠家提供的使用區段的混凝土施工配合比及水泥、砂石、外加劑的材質證明及復檢報告,并報監理審查;
b、 進場混凝土必須隨車提供混凝土出廠記錄,載明出場時間、強度等級、數量、出機塌落度,以防止混凝土強度等級在攪拌廠出錯;
c、混凝土進場卸車前進行塌落度檢測,對不滿足要求的混凝土在現場實行二次添加減水劑,由現場技術員確定添加數量,并在該混凝土出廠記錄上記載;
C、混凝土澆筑
a、澆筑順序:混凝土每個承臺沿長度方向從一側向另一側連續澆筑,要求保證8m3泵車每10min供應一罐,每小時48m3混凝土。
b、澆筑厚度:考慮至水泥初凝時間,混凝土澆筑每層不得超過500mm。
c、 混凝土自由下落的自由傾落高度不得超過2m,如超過時必須采用串桶或溜槽。
d、混凝土澆筑采用插入式振動器,振動器直徑53mm,棒長529mm。振搗時振動棒垂直插入混凝土中,快插慢拔將混凝土中的氣泡充分提出混凝土表面,并使混凝土密實。
e、澆筑混凝土時應經常觀察模板、鋼筋、預留孔洞、予埋螺栓、預埋件和插筋等有無移動、變形或堵塞情況,發現問題應立即停止澆灌,并應在已澆筑的混凝土凝結前修整完好。
f、對混凝土表面進行處理,在混凝土初凝前1-2小時用粒徑10-20mm卵石均勻鋪撒在混凝土表面,刮平、拍實,并用木抹子收光拉毛、最后壓光。
D、混凝土試塊制作
a 、混凝土試塊模具必須符合要求并不得少于8組;
b、試塊制作組數每100m3不得少于1組標準養護試塊及一組同條件試塊。
E、混凝土養護
a、混凝土澆注至設計標高達到初凝即覆蓋塑料薄膜一層,嚴禁澆水,其上覆蓋草墊子,厚度必須保證210mm以上,最上面覆蓋彩條布一層,邊角壓實,確保施工現場的文明施工,養護時間根據現場實際測溫確定,但不得不少于14天。
b、 養護期間,控制表里溫差不超過25 oC,否則應采取增加保溫層厚度的措施來保證內外溫差在25 oC以內。
c、 覆蓋材料的拆除時間根據測溫情況由技術管理人員確定,否則不準擅自拆除。
F、混凝土的測溫
a、在承臺頂部和承臺側面底部留設測溫孔,頂部測溫孔沿縱軸線處分布,測溫孔深度1.2米;底部測溫孔在承臺兩側分布,深度0.5m。測溫孔分布見附圖2。管的上中下部位與附近鋼筋焊牢,管底部封堵死,防止水泥漿侵入,管頂部高出基礎頂面50mm混凝土施工之前應用塑料包裹嚴密,避免零星砼將測溫管堵塞。
b、測溫要求:對混凝土溫度的測定應不少于20天,1-3天測溫間隔時間為6h,以后每4h測溫一次,以便隨時掌握混凝土內部溫度變化。測溫人員必須固定按兩班倒,設專人專責,按時填寫測溫記錄,繪制測溫曲線。
c、 測溫工具:電子測溫儀、普通溫度計。
四、技術措施
1、正式澆筑前,應對機械設備進行試運轉試驗,檢查各種機械性能是否正常,計量檢定符合要求,否則不得施工;在施工過程中,如遇輸送泵不能正常使用,應采用混凝土輸送泵車進場,確?;炷恋恼沧ⅲ?/p>
2、混凝土振搗工應嚴格執行工藝要求,現場有關人員應按要求做好記錄,并加以保存以便追溯。質檢員旁站監督,嚴格控制各項參數的準確性。對混凝土澆注厚度超厚的現象及時制止;
3、施工前必須做好充份的技術準備,嚴格執行技術交底及混凝土澆灌通知單制度,在澆灌通知單簽發的同時,必須嚴格執行混凝土澆注卡,相關人員全部在崗,脫崗按違紀處罰;
4、施工前,對混凝土的生產廠家提出原材料溫控的要求,對進場的混凝土定時、定人進行檢查、測溫,確?;炷猎跐仓皾M足施工工藝計算要求;
5、交接班人員必須連續作業,換人不停機,確?;炷翝沧⒌倪B續性。
6、提前三天與氣象部門聯系好天氣變化情況,避免雨天進行混凝土的澆注施工。
7、混凝土裂縫控制措施
⑴ 摻加泵送緩凝減水劑,降低水灰比,以達到減少水泥用量,降低水化熱的目的。
⑵ 保證混凝土罐車必須保證每10min供應一罐,確?;炷翝沧⑦B續進行。
⑶ 混凝土澆筑前設專人(質檢員)進行踏落度檢測及溫度測量,保證混凝土入模溫度小于22℃。每班至少4h測一次,并作好記錄。
⑷ 混凝土分層澆筑,每層必須保證不大于500mm,采用平板振搗器,待最上一層混凝土澆筑完畢20-30min后進行二次復振。
⑸ 塑料薄膜覆蓋搭接嚴密,防止水份蒸發。
【關鍵詞】石油化工油品儲罐;測量儀表;自動化;設計
一、石油化工油品儲罐自動化儀表種類
(一)液位測量儀表
用于測量液位的自動化儀表根據油品儲罐容積大小的不同所測量范圍也不相同。對于容積較?。?x105m3)白勺油品儲罐來說,應安裝兩套連續液位測量儀表,并在罐旁配置指示儀,對液位測量儀表測量出的液位進行顯示。在實際使用過程中,為防止液位超標或過低,還需要在自動化儀表系統中安裝監測報警裝置,以便當液位出現異常時系統能夠立刻發出警報。較之不常動作的開關類儀表,連續液位測量儀表由于可以實時對儲罐內液位變化情況進行監測,并能對測量儀表工作狀態進行連續觀察,因而其可靠性更高。對于對可靠性要求較高的石油化工油品儲罐區,一般m宜采用這種連續液位測量儀表。此外,體積計量法也是石油儲罐常用的一種方法。用于測量油品液位的儀表還有雷達液位計、靜壓液位計、混合計量法、伺服液位計等。其中,雷達液位計適用于重、輕質油品等油品儲罐的液位測量。在應用過程中需要對測量精度、介質性質、油品儲罐類型等各因素進行充分考慮,確保雷達天線選擇的合理適用。目前,雷達天線主要有桿式天線、平面天線等幾種類型。
(二)溫度測量儀表
在油品儲罐區中,溫度是計量儲罐溫度補償的重要參數之一,所以溫度測量非常重要。這就需要用到科學溫度測量儀表。計量用油品儲罐溫度測量在油品密度、體積等參數上應符合國家相關標準規定。目前,對于石油化工油品儲罐溫度的測量大多采用的是Pt100鉑熱電阻元件。采用不同溫度測量元件需要參照不同的規范標準。例如,對于熱敏電阻、光纖測量元件等元件在常壓油罐中的使用必須要經過校準且滿足標準規定才可以投入使用。
某相關文獻資料對計量級石油化工油品儲罐溫度測量儀表現場安裝后精度與固有精度所允許的最大誤差進行了明確規定?,F場安裝后精度基于質量和體積計量的最大允許誤差分別為1.0℃和0.5℃,固有精度基于質量和體積計量的最大允許誤差分別為0.5℃和0.25℃。
(三)壓力儀表
根據國際標準GB50160規定,按照油品儲罐壓力設計,可以分為常壓儲罐、低壓儲罐和壓力儲罐三種類型。對于這些儲罐壓力的測量需要采用對應的壓力儀表,如低壓儲罐壓力測量和壓力儲罐壓力測量均可以采用壓力變送器。擁有液體密度補償計算與標準體積計算功能的伺服液位計、雷達液位計多用于混合法計量石油化工油品儲罐壓力。采用混合法對油品儲罐進行測量,有質量計量和體積計量兩種方式,將其與連續液位測量儀配套使用,往往可以達到精確的計量結果。
二、油品損耗的影響因素
儲油罐內氣相傳質的三種形式:分子擴散、熱擴散及強制對流。分子擴散是由于儲油罐內上部氣體空間油氣濃度分布不均勻,油蒸汽在濃度差的作用下從高濃度向低濃度運移的過程。在儲油罐內油氣分子由下向上遷移,從而使得儲油罐內上部氣體空間油氣濃度增加。熱擴散是由于溫度的變化引起罐內空間溫度分布不均勻而產生的油氣擴散過程,油蒸汽從高溫區域向低溫區域擴散。強制對流是由于罐內壓強分布不均引起油蒸汽從高壓區域向低壓區域運移的過程。儲油罐內的油品在一定的壓力、溫度條件下就會發生氣化。
引起油品發生損耗的原因大致有儲存蒸發損耗、作業損耗及設備故障損耗這三種,其中儲存蒸發損耗起主導作用。
(一)儲存蒸發損耗
儲油罐內油品的損耗主要來自于儲存蒸發損耗。儲存損耗又包括自然蒸發損耗、小呼吸損耗及大呼吸損耗。自然蒸發損耗是由于儲罐密封性不好引起油品與大氣流通而發生的油品損耗;大呼吸損耗是由于罐內自由液面的升降導致油蒸汽經機械呼吸閥排出;小呼吸損耗是由于晝夜溫差,使得儲罐內的油蒸汽壓力發生變化,吸入空氣造成的油氣損耗。
(二)作業損耗
作業損耗主要包括裝卸油損耗、設備維護損耗及其他操作損耗。裝卸損耗是在裝卸油品的過程中造成的油品損耗,主要表現為大呼吸損耗,有時也會表現為飽和損耗;設備維護損耗是在對管線、泵機組等設備進行維護的過程中造成的油品損耗;其他操作損耗是在清洗罐底、油品倒灌以及灌泵時造成的油品損耗。
(三)設備故障損耗
有時候設備發生故障也會導致油品的損耗。如浮頂罐密封圈不嚴,油罐、泵機組等設備泄漏,機械呼吸閥漏氣造成的損耗。
三、降低油品損耗的措施
工藝上常采用嚴格控制油品儲存的條件,優化操作、加強管理,油氣回收等措施來降低儲油罐內油品損耗。
(一)嚴格控制油品儲存的條件
油品的儲存溫度、壓力直接影響著油品損耗。從溫度方面著手可采用淋水、刷涂料(白色)、縮小晝夜溫差等方式減少油品損耗;從壓力方面著手可以控制外界環境的壓強,提高油罐承壓能力來減少油品的小呼吸損耗。如采用球形罐可明顯提高儲罐的承壓能力,但是造價較高。同時適當通風,既能保證油氣的流通,也可以使油品的損耗量降到最低。
(二)優化操作、加強管理
優化操作:檢尺人員應盡量在清晨或傍晚作業,此時儲油罐內外壓差較小,排氣損耗較少,檢尺完成后應盡快蓋上油蓋;化驗人員對油品進行水含量等各項指標檢測時應緩慢放油,降低油品的通風損耗及小呼吸損耗;盡量高液位儲油,減小油氣空間;平時盡量不要打開儲油罐上的透光孔和量油孔等;縮短收發油之間的時間間隔;裝油進罐時采用液下密閉的形式。
加強管理:定期檢查機械呼吸閥、計量裝置等設備的密封狀況;盡量減少油品輸轉次數,減少油品與空氣接觸的機會;定期檢尺檢測油罐液位,及時發現各種異常情況;提高操作及管理自動化水平,通過計算機系統實時監控儲油罐溫度、壓力、液位等參數的變化,防止意外事故的發生;加強對相關工作人員的培訓,提高員工的安全意識及技術水平;及時統計、傳遞罐區的基礎數據及情況。
(三)油氣回收
常用的油氣回收技術有三種:冷凝法、吸附法及吸收法。冷凝法是采用多級冷凝器對油氣進行深度冷凝,實現回收油蒸汽的目的;吸附法是通過活性炭、天然沸石等固體吸附體在一定條件下對油氣進行選擇性吸附來回收油氣;吸收法是利用油氣的化學性質,使用適宜的吸收劑與油氣在吸收塔內發生化學反應回收油氣的技術。在這三種技術基礎上,又衍生出了一些改進工藝,如工業上常采用管線連通儲存同一種油品的油罐,再通過一根集氣管連接集氣罐,構成密閉的油氣回收系統有效回收揮發損耗的油蒸汽,對于輕組分氣體油氣回收系統的回收率可達90%以上。
四、石油化工油品儲罐自動化儀表工程設計
(一)儀表防護防爆設置
由于自動化儀表工作在易燃易爆的石油化工產品油罐區域,因而需要對儀表進行良好的防護防爆設置。按照國家有關防護等級規定,用于現場測量的儀表外殼防護等級應至少達到GBIP65,安b在地下的自動化測量儀表,其外殼防護等級應至少達到GBIP68。在防爆方面的性能設計,國家規定所有用于爆炸危險場所的自動化儀表防爆性能都必須符合對應爆炸危險場所的防爆標準要求,并通過國家等級防爆檢驗合格證。這是石油化工油品儲罐用自動化儀表工程設計中,所必須達到的兩個基本指標。目前,基于服務器的石油化工產品儲罐安全系統是較為先進和安全的一種設備。
(二)罐區安全設置
正常情況下,石油化工油品儲罐區的日常運行是較為穩定的,風險與事故發生概率較低,所以對于沒有特殊要求的罐區一般只設置報警裝置和聯鎖機制。若依據實際情況需要設置自動化儀表系統,則應嚴格按照國家標準《石油化工安全儀表系統設計規范》來對自動化儀表工程進行設計,確保其符合國家相關標準規定。同時,還要對設計出的自動化儀表安全等級與可操作性進行檢驗和評估,以便合理確定出儀表所需安全等級,確保儀表能夠切實發揮效用對危險現場進行安全測量,并為自動化儀表系統安裝方案的制定提供理論依據和支持。
根據以往石油化工油品儲罐區發生的重大事故原因分析,違章作業是導致事故發生的主要原因之一,所以除了防護防爆之外,還要對各作業環節、操作行為等可能引發火災等事故因素進行認真檢測與控制,提高油品罐區安全系數。
(三)有毒氣體、可燃氣體檢測
對于自動化儀表在有毒有害氣體、可燃性氣體方面的檢測設計,許多相關規范中都進行了明確的規定,如《石油化工可燃氣體及有毒氣體檢測報警設計規范》等。即在儀表工程實際設計過程中,需嚴格按照這些規范來進行。但值得注意的是,由于編制原則和側重點存在一定差異,因而各規范規定標準不盡相同,有些差別較大,所以自動化儀表對有毒氣體、可燃氣體檢測功能與標準的設計,應對石油化工油品罐區現場及要求進行綜合考慮。
五、儲罐計量設計方案
石油化工產品儲罐在采用靜壓法的時候,要嚴格遵守國家相關標準。靜壓法主要是針對儲罐內液體壓力和差壓測量,對于壓力變送器具有依賴性。靜壓法的優點是:將測量結果進行換算,并可以迅速得到參數值,投資成本比較低,設計方案也是比較簡單的。但是,這種方法不能得到儲罐內全部液體的平均密度,會使得測量結果出現偏差。在確定最佳設計方案時,要對測量儀表結構、現場儀表結構、自動控制系統結構進行分析,并制定出適合這些裝置的集成方案。對于要求低的小型罐區,可以將軟件組態方式應用到自動控制系統當中,從而提高了石油的計量管理水平。對于計算相對來說較復雜的計量裝置,則在儲罐結構設計中加入計量軟件。
由于在設計方案中所含的變量比較多,設計人員要在儲罐結構中設置信號通信單元,并根據相關標準選擇合適的信號傳輸方式,增強儲罐自動化控制運行率。同時,在各種輔助數據表作用下,設計人員選擇的計算方法可以提高準確性,得到儲罐油品質量信息及體積參考信息,進而對儲罐服務功能有了提高。
六、結束語
總之,與油品罐區安全等級、各指標測量息息相關的,用于石油化工油品罐區的自動化儀表及其設計需要考慮諸多因素,這樣才能保證設計的科學合理,設計符合國家各相規范標準規定。我國自動化儀表工程設計人員應努力提高自身專業能力與實踐經驗,為新一代高自動化、高測量精度石油化工油品罐區自動化儀表的產生而努力。
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