技術(shù)與計量(安裝):球罐的知識介紹(一)
球罐
球罐為大容量、承壓的球形儲存容器,廣泛應用于石油、化工、冶金等部門,它可以用來作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)的儲存容器。也可作為壓縮氣體(空氣、氧氣、氮氣、城市煤氣)的儲罐。
球形罐與立式圓筒形儲罐相比,在相同容積和相同壓力下,球罐的表面積最小,故所需鋼材面積少;在相同直徑情況下,球罐壁內(nèi)應力最小,而且均勻,其承載能力比圓筒形容器大1倍,故球罐的板厚只需相應圓筒形容器壁板厚度的一半。
由上述特點可知,采用球罐,可大幅度減少鋼材的消耗,一般可節(jié)省鋼材30%~45%;此外,球罐占地面積較小,基礎(chǔ)工程量小,可節(jié)省土地面積。
?。ㄒ唬┣蚬薜臉?gòu)造與分類
1、球罐的構(gòu)造
球罐由本體、支柱(承)及附件組成。
(1)球罐本體
球罐本體是球罐結(jié)構(gòu)的主體,它是球罐儲存物料承受物料工作壓力和液體靜壓力的構(gòu)件。由于球殼體直徑大小不同,球殼板的數(shù)量也不一樣,球殼有環(huán)帶式(橘瓣式)、足球瓣式、混合式結(jié)構(gòu)三種形式。
?。?)球罐支柱(承)
球罐支柱(承)是用于支承球罐本體重量和儲存物料重量的結(jié)構(gòu)部件,有柱式、裙式半埋入式及高架式支座多種。
1)柱式支座。赤道正切柱式支座是使用最多的一種形式,另外,還有V型支承或三柱合一型支承。
2)裙式支座。這種結(jié)構(gòu)的特點是支座較低,由鋼板制成,其優(yōu)點是穩(wěn)定性好,節(jié)省鋼材。
3)半埋入支座。這種結(jié)構(gòu)是半球體支承于鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。
?。?)球罐的附件
1)梯子平臺。一般球罐設置頂部平臺和中間平臺,頂部平臺是工藝操作平臺。
2)人孔和接管。人孔是為了操作人員進出球罐進行檢驗和維修而設置的,同時也用于現(xiàn)場組裝焊接球罐時進行焊后整體熱處理、進風、燃燒口和煙氣排出等。
3)水噴淋裝置。球罐上裝設水噴淋裝置是為了貯存的液化石油氣、可燃氣體和毒性氣體的隔熱需要,同時也可起消防保護作用。
4)隔熱和保冷設施。隔熱和保冷一般是為了保證貯存介質(zhì)的一定溫度。儲存液化石油氣、可燃性氣體和液化氣及有毒氣體的球罐和支柱,應該設置隔熱設施。球罐儲存低溫物料(如乙烯、液氨等)時應設保冷裝置。
5)液面計。為了觀測球罐內(nèi)液位情況,一般在儲存液體和液化氣體的球罐中裝置液面計。
6)壓力表。為了測量球罐內(nèi)的壓力而設置壓力表??紤]到壓力表由于某種原因而發(fā)生故障或由于儀表檢查而取出等情況,應在球殼的上部和下部各設一塊壓力表。
2、球罐分類
球罐的結(jié)構(gòu)是多種多樣的,根據(jù)不同的使用條件(介質(zhì)、容量、壓力濕度)有不同的結(jié)構(gòu)形式。通常按照外觀形狀、殼體構(gòu)造和支承方式的不同來分類。
(1)按形狀分為圓球形和橢球形
?。?)按殼體層數(shù)分為單層殼體和雙層殼體
1)單層殼體最常見,多用于常溫高壓和高溫中壓球罐。
2)雙層殼體球罐,由外球和內(nèi)球組成,由于雙層殼體間放置了優(yōu)質(zhì)絕熱材料,所以絕熱保冷性能好,故能儲存溫度低的液化氣。雙層殼體球罐采用雙金屬復合板制造,適用于超高壓氣體或液化氣的儲存,目前使用不多。
?。?)按球殼的組合方式分為純橘瓣式、純足球瓣式和足球橘瓣混合式。
1)純橘瓣式球殼是按橘瓣結(jié)構(gòu)形式(或稱西瓜皮瓣)進行分割組合的,這種結(jié)構(gòu)形式稱純橘瓣球殼。這種球殼的特點是球殼拼裝焊縫較規(guī)則,施工簡單。純橘瓣式球殼結(jié)構(gòu)有赤道帶,球罐支承大多數(shù)為赤道正切柱式支承
2)足球瓣式球殼。其優(yōu)點是球瓣的尺寸相同或相近,制作開片簡單省料。缺點是組裝比較困難,有部分支柱搭在球殼的焊縫上造成該處焊接應力較復雜。
3)足球橘瓣混合式球殼。其結(jié)構(gòu)特點是赤道帶采用橘瓣式,上下極板是足球瓣式。優(yōu)點是制造球皮工作量小,焊縫短,施工進度快,另處可以避免支柱搭在球殼焊縫上帶來的不足,缺點是兩種球瓣組裝校正麻煩,球皮制造要求高。
(4)按支承結(jié)構(gòu)分為柱式支承和裙式支承,半埋入式支承、高架支承等。