铝制内浮顶技术在常压储罐上的应用介绍
　　　　摘要：介绍了铝制内浮顶技术的工作原理、结构和技术特点，阐明该技术是一种比较理想的节能、环保产品，并通过在我名扬公司常压储罐上的应用，提出了存在的问题及改进建议。关键词：铝浮盘、技术、常压储罐、应用、环保。
　　　　随着科学技术的不断进步和人们节能、环保意识的增强，如何减少储罐油品的蒸发已越来越受到人们的重视。近年来，国内许多的科研单位、制造厂家与使用单位相互结合，开发、研制储罐内浮顶装置并被推广应用。
　　　　实践证明：安装内浮顶后，对降低储罐油品蒸发损耗、降低罐区上空可燃气体浓度、消除由于可燃气体浓度超标而发生爆燃的不安全因素、减少环境污染，起到了明显的作用。铝制内浮顶就是其中之一。
2  铝制内浮顶技术介绍
　　　　储罐分拱顶和浮顶两种，浮顶又分为内浮顶和外浮顶。铝制内浮顶是内浮顶的一种新的结构形式，是近二十几年来在国内外石化行业中应用较为普遍的一种节能产品，日渐成为一种较为成熟的技术，得到了石化储运界的高度重视，在油品储运中发挥出了巨大的潜能，取得了满意的效果。
　　　　其显著特点是：制造成本低、施工周期短、重量轻、施工动火少。特别适合于旧罐改造。铝制内浮顶已先后在我公司24台常压储罐上安装使用，取得较好的经济效益和环保效益。下面，就以连云港名扬石化设备制造公司生产的铝浮盘为例作一介绍。
2.1  铝制内浮顶工作原理
　　　　当油品进罐后，油品充满在罐底、罐壁与内浮顶之间，当油品液位高度达到淹没浮筒的1/2时，内浮顶便在浮筒产生的浮力作用下漂浮在油面上，随着油面升降而升降，有效地减小了油品上部的气相空间，同时，始终将油品与空气保持隔离状态，从而大量减少了油品的蒸发损耗，节约了能源，减少了环境污染，提高了储罐使用的安全性。
2.2  铝制内浮顶结构
　　　　铝制内浮顶的全部零件为LF21防锈铝合金材料，具有较好的强度和优越的防腐性能。其骨架与浮筒经冲压成型联成一体，通过螺栓连接将骨架连接成稳定的三角形结构，铝板通过铆接固定在骨架上（整体结构见图1）。整个浮盘重量较轻，安装方便，动火少。下面就铝制内浮顶的主要特点简述如下：
图1   铝制内浮顶的整体结构
　　　　1-储罐 2-铝盖板 3-浮筒 4-中心通气阀 5-导静电电缆  6-人孔 7-排液管  8-防转装置  9-舌形橡胶带  10-支腿
　　　　(1)铝制内浮顶骨架采用专用特种截面型材挤压成型（见图2）。该截面型材上部为“T”形

图2  骨架截面图
　　　　结构，主要承担浮顶骨架结构的联结，起结构元件作用；下部型材为圆环结构，两端封闭后起浮力元件作用。结构元件和浮力元件联成一体，合二为一，优化了结构，节约了材料。
　　　　(2)密封的铝制浮筒，相当于钢制内浮顶的浮船作为浮力构件。其封头采用浅拉伸成形、内压封口后端头封焊技术。因而，浮筒无纵向焊缝，焊接方式合理。其化学性能稳定，不易被氧化和腐蚀，从而有效地保证了产品质量，延长了使用寿命。浮筒在浮顶下部均匀分布，其浮力与浮盘自重之比大于2∶1，即使有个别浮筒破损后渗漏也不会影响浮盘的正常工作。
　　　　(3)铝制内浮顶允许罐壁半径偏差为±80mm，且防转装置采用了固定钢丝绳支撑的软式结构，使铝浮盘自由的漂浮在油面上，缓解了浮顶径向压力的不均衡状态，有效地防止了卡盘现象。
　　　　(4)铝制浮盘的密封结构。密封型式有囊式密封和舌型密封二种。密封带安装在铝浮盘的上部，与油品液面有一定距离，使其不与油品接触，既确保了浮顶升降畅通，又成功的解决了钢制浮盘密封浸没在油品中而产生溶蚀变形、老化、破损的问题。从而有效地保证了铝浮盘的密封效果。
　　　　(5)浮盘中心板与通气阀合二为一，当浮盘下降至检修档时，通气阀自动开启；浮盘上升时，通气阀自动关闭，满足浮盘运行的工艺要求，同时结构紧凑合理，平衡性能好。
2.3  铝制内浮顶主要技术参数
　　　　(1)浮顶自重与浮力比为1:2。
　　　　(2)储存介质种类：对铝合金无腐蚀的高挥发性油品及化工品。
　　　　(3)接地电阻：＜10Ω。
　　　　(4)降耗率：＞95%。
　　　　(5)所有浮筒经无损探伤，并经0.2MPa/cm2气密性水压试验。
3  铝浮顶在我公司的应用情况
　　　　铝浮顶在我名扬公司共有24台，在降低油品蒸发、节能、环保等方面起到了很好的作用。在安装简便、重量轻、动火少、成本低、施工周期短等方面，是钢制内浮顶所不可比拟的。以一台3000m3罐为例，由于浮盘安装大部分为铆接，动火工作量比钢制浮盘安装要降低95%以上，满足旧罐改造动火少的要求。其施工周期10人只需一周，而钢制浮盘需一个月。但在使用过程中，仍有着一定的局限性，有待进一步的改进。主要存在以下几个方面的问题。
3.1  密封损坏
　　　　铝浮盘的密封包括周边密封和盖板搭接处密封，其对铝浮盘的正常使用起着至关重要的作用。
　　　　(1)周边密封。其形式有舌形、囊式和唇式。我名扬公司主要以前两种为主。密封的材料为丁晴橡胶，虽然没有直接浸入油品，但油品与浮盘之间的油气仍然对密封橡胶带产生腐蚀作用。浮盘升降频繁，运行过程中，受到罐壁的磨擦和刮伤。因此，密封橡胶带在运行一定的时间后存在老化和撕裂的问题。
　　　　(2)盖板搭接处密封。其材料为耐油橡胶带。由于油品搅动的影响，密封胶带经常与油品接触，受到油品的侵蚀，容易老化、失效。特别是在罐509#、510#等轻污油罐中，含气量大且含硫化氢腐蚀性介质，由于气体的作用，对浮盘产生冲击，使浮盘摆动，造成盖板搭接处螺栓易松动。气体携带腐蚀性介质冲击盖板搭接处密封，使密封失效。从而，腐蚀性介质从密封处翻至浮盘上面，越积越多，造成浮盘塌陷，同时，罐顶油味浓，污染了环境。
3.2  浮筒端板拉裂
　　　　1997年6月，231#罐（新二垅航煤罐）新安装铝浮盘，其支腿安装于浮筒的端板上，使浮筒既为浮力元件，又是受力元件，在清罐检修时，整个浮盘的重量全部由安装在端板上的支腿支撑，加之油气压力及油品搅拌的冲击，把浮盘向上顶，造成一部分支腿上下跳动。最终导致浮筒端板撕裂，浮筒内进油，浮盘浮力下降。为了解决这一问题，在结构上进行了改进，将支腿通过夹板安装在浮筒上部的“T”形型钢上。经使用基本解决了这一问题。
图3  重整409#、410#、411#罐铝浮盘腐蚀情况
3.3  铝材的腐蚀
　　　　铝浮盘的材料全部用LF21防锈铝材。该材料对铁锈和水构成的电化学腐蚀抵抗能力较差。
　　　　重整409#、410#、411#罐新上铝浮盘投用前，其支腿表面出现很多铝的氧化物堆，铝板表面发花、脱皮（如图3所示）。经过对材质进行鉴定、
分析，没有质量问题。
　　　　主要原因是：用水冲洗罐底杂物时，锈水溅到支腿及铝板表面，通过放置在空气中一段时间（罐完工后当时没有投用），锈水溅到的位置形成微电池，从而产生电化学腐蚀。
4  几点建议
　　　　(1)建议对罐壁作内防腐，以减少罐壁的毛刺，尽可能减少密封橡胶带的磨损。
　　　　(2)对含气量较大的油品，不适应安装铝浮盘。针对509#罐、510#罐，我公司去年将其更换为钢浮盘。
　　　　(3)油罐属现场制作的非标设备，同一容积的罐，其直径是不一样的。因此，在安装内浮盘之前，建议施工单位及使用单位必须进罐现场测绘，根据实际尺寸制作铝浮盘。以避免结构不匹配而造成卡盘、偏盘或密封不严等问题。
　　　　(4)对铝材应作进一步的改进，防止电化学腐蚀的发生。同时，使用单位或施工单位在清洗罐底时，应尽可能的避免水滴的飞溅。
　　　　总之，铝浮盘是储罐一种比较理想的节能、环保产品，对铝浮盘技术的进一步研究、发展与推广应用，将成为必经趋势。